一次盐水精制膜法与钡法除硫酸根工艺的运行对比

一次盐水精制膜法与钡法除硫酸根工艺的运行对比

魏自强丰晔王会林

陕西北元化工集团股份有限公司

摘要：为保证氯碱工业发展质量，防止该工业出现盲目扩张状况，保证产业结构顺利升级，行业管理部门加大了对氯碱制造工艺的研究力度，各种工艺，尤其是一次盐水精制膜法工艺、钡法工艺成为了行业领域关注重点。本文将以盐水硫酸根危害介绍为切入点，对钡法工艺与一次盐水精制膜法工艺展开对比分析，期望能够为两项工艺改善与硫酸根去除提供可靠理论支持。

关键词：钡法工艺；硫酸根；氯碱生产；一次盐水精制膜法工艺

作为氯碱制造关键，盐水精制质量会对电解生产电流、电压效率形成直接影响，如果盐水精制存在问题，在进行氯碱生产时，很容易会出现电压异常升高或效率持续性下降的状况，会对氯碱生产产生极为不利的影响。因此盐水精制成为了氯碱生产企业关注重要对象，而硫酸根去除作为盐水精制难点与关键，自然也得到了生产企业的高度重视。根据大量实践生产经验表明，如果在盐水中存在硫酸根，会对后续工序形成极为负面的影响。

1.硫酸根危害

国内地下盐卤矿多会带有硫酸盐，运用水溶发实施开采所获得的卤水，均含有较高浓度硫酸根。在进行氯碱生产时，会在进行隔膜法烧碱以及离子膜烧碱过程中产生一定量硫酸根，如果不能及时对硫酸根进行去除，会对烧碱生产产生一定不利影响【1】。以进电解槽盐水硫酸根浓度过高问题为例。如果进电解槽内盐水含有大量硫酸根，一方面会对氯离子放电形成限制，造成水中氧离子开始放电，生成一定量氧气，这样不仅会直接增加水中氧气含量，同时还会减少阳极使用期限，降低电解电流效率；另一方面，如果盐水中硫酸根过量，会直接增加水中NaOH、Na2SO4以及NaCL含量，压缩膜有效面积，致使局部电流出现密度增加状况，导致电路传导效果受到直接影响。同时Na2SO4的大量沉淀，也会在膜阴极表面生成一层隔离膜，会直接影响膜对于OH-反向迁移的抵挡力，会对最终盐水电解质量形成直接影响。此外，如果盐水中硫酸根含量较少，虽然膜中产生的Na2SO4含量会呈现出明显下降趋势，但仍然无法对各种离子形成有效抵抗，还是会使膜受到不同程度损伤，影响电流效率。综上所述，对硫酸根进行去除处理是极为必要的。

2.钡法工艺与一次盐水精制膜法工艺对比分析

2.1工艺应用原理与流程

（1）一次盐水精制膜法工艺（以下简称膜法）。在对该项工艺进行使用时，会通过对表面孔径在0.5-1.0nm、带有电荷纳滤膜的运用，完成硫酸根去除任务。该工艺应用具有硫酸根分离率高、浓缩驱动力大以及浓缩液流量小等方面的特点，会运用大于溶液渗透压数值的压力，对高价离子、二价离子展开处理【2】。在实际进行应用时，首先会在脱氯淡盐水中加入盐酸对pH值展开调节，在运用换热器、过滤装置对溶液展开降温、去杂质处理，并会将处理后溶液装入到淡盐水储存罐之中；其次会运用在线监测设备，对进膜过滤单元原料指标展开检测，确定原料各项指标是否合格；再次会运用高压泵，将预处理后溶液运输到膜装置之中，会运用膜分离特性，对二价硫酸根离子与一价氯离子、钠离子展开分离处理，进而获得含有一定量硫酸根离子的浓缩液与渗透液；最后会对浓缩液展开后续处理，并会将渗透液运输到盐水循环系统之中。

（2）钡法应用原理与流程。该种处理工艺会运用氯化钡与硫酸根发生反应，产生硫酸钡沉淀进而完成硫酸根去除任务。因为硫酸钡溶解度相对较小，所以运用该项工艺会得到较为理想的去除效果，但此种工艺应用也存在一定问题，即会产生一定量的硫酸钡，需要对硫酸钡展开二次处理。在具体进行钡法工艺应用时，会将氯化钡与淡盐水注入到折流槽之中，再将两者混合物送入沉降器展开处理。经过处理后，合格的盐水会被送入到化盐配水罐之中，而硫酸钡盐泥会被运输到板框压滤机之中。由于硫酸钡具有一定毒性，吸入后会引起咳嗽、胸痛等不适症状，所以在生产时需要做好防护，以防对人体造成较大危害。

2.2技术指标

在此将以某次硫酸根处理为例，对两项工艺技术标准展开对比分析。某公司在进行氯碱生产时，运用钡法处理工艺对盐水精制过程中的硫酸根展开了处理。整体处理系统从开车以来一直保持着较为稳定的状态，但在运行了一段时间后，硫酸钡澄清桶与板式压滤机均出现了一定程度的问题，导致盐水系统内出现硫酸根大量堆积状况。

经过有关部门研究发现，造成该现象的原因主要分为以下几点：①盐水流量不稳，导致澄清桶清液出现频繁上升状况；②在进行除硝反应时，pH值调节波动过大，致使硫酸钡充分反应受到直接影响，而氯化钡加入量的大幅度波动，也加剧了澄清桶内硫酸根含量波动次数；③澄清桶内进液没有均匀进行分布，进液挡板存在破坏之处，系统串流问题严重，导致澄清液出现返浑问题；④澄清桶进、出口存在较大温度差，引发桶内盐水出现轴向与径向流动，进而造成返浑状况；⑤硫酸钡盐泥过多，导致压滤机板出现严重变形状况，压滤效果受到直接影响，直接增加了人工卸料工作强度。

鉴于钡法处理工艺所存在的各项问题，陕西北元化工集团股份有限公司建设之初就采用MRO膜法处理工艺对硫酸根展开了处理。在对膜法处理技术进行应用后，系统一直处于较为稳定的运行状态，各项工艺指标也始终处于合理范围之内。虽然在第一个月系统后，盐水内硫酸根含量出现略微上升状况，但整体硫酸根含量始终低于钡法处理工艺所产生的硫酸根含量，达到了离子膜电解对于盐水内硫酸根含量的要求标准【3】。所以在相同条件与环境中，膜法处理工艺处理效果要远远优于钡法处理工艺，技术指标合理率也更加理想。

2.3环境效益与社会效益

我国极为注重环境保护与工业发展可持续性，强调在进行工业发展时，需要紧紧围绕可持续性发展理念，做好环境保护与产业结构升级等工作，保证环境与工业发展间的平衡，以为工业发展带来更大的社会效益以及环境效益，氯碱生产工业自然也不例外【4】。所以在进行工艺对比分析时，还要对两项工艺社会效益、环境效益水平展开比较，以为现代工业生产选择出最佳的处理工艺。

从资源节约情况来看，由于膜法采用全物理处理模式，并不需要投入其他杂质离子，辅料使用量相对较低，特别是不需要对氯化钡进行使用，所以其资源节约效果更加理想；从工作强度来看，生产环境改善膜法项目可实现对离子膜烧碱生产工艺的切实优化与升级，能够有效提高生产工艺清洁程度，保证生产自动化、先进化水平，能够有效降低人员工作负担，保证生产环境质量，可达到切实降低生产职业危害的目标，社会效益较为突出。因此从综合情况来看，膜法工艺在社会效益、环境效益方面更加优于钡法工艺，所以建议加大对膜法工艺的使用力度。

结束语：

通过本文对膜法、钡法两项工艺的介绍与比较分析，使我们对两项工艺应用原理与应用流程等内容有了更加深层次的了解。通过对比分析可以发现，与钡法工艺相比，膜法工艺应用优势更加突出，其不仅不会出现工艺指标时常超标的状况，同时也能实现对硫酸钡进入系统问题的有效处理，可满足离子膜电解各项生产处理要求，所以建议加大对膜法工艺的研究与应用力度，要以绿色环保理念为核心，做好工艺应用与优化，以为我国氯碱工业发展提供可靠助力与支持。

参考文献：

[1]张永璞，马占平，王小博，等.膜法脱硝工艺特点的比较及应用效果分析[J].氯碱工业，2018，54（10）：16-18.

[2]陈克华，危振添.一次盐水HW精制改造经验[J].氯碱工业，2017（4）.

[3]邵芳，周红燕.一次盐水膜装置优化改造运行小结[J].中国氯碱，2017（5）：9-11.

[4]方占飞.试论CN盐水过滤工艺在盐水精制方面的应用[J].化工管理，2017（29）.

作者简介：

魏自强，男，生于1986年6月，2009年毕业于宝鸡文理学院，本科学历。助理工程师职称，长期从事盐化工生产、一次盐水精制管理工作。